基于Web Services技术的认证字典的设计与实现

论文摘要

随着分布式数据应用的日益增长,对建立一种能够有效验证分布式数据真实性方法的需求也更加强烈。比如,一个Internet门户站点,从不同的数据源收集信息(比如,天气、新闻、股票行情等),然后把这些信息提供给它的用户。是否信任门户站点提供的信息完全取决于用户的判断力,如果他们相信这个站点,同时也就相信该站点提供的全部信息,这种情况明显缺乏足够的安全保证。认证字典可以单独验证每一个数据块的真实性,而不用信任整个站点的所有信息。 先前版本的认证字典最大的缺点在于:客户端必须访问体积庞大的、私有的接口。这使得程序开发人员必须具有专门的知识,同时还需要为不同的目标操作系统和程序设计语言提供独立的工具,此外这些工具都拥有各自独立的通信协议、标准化机制和序列化机制。为了使认证字典客户端平台有更大的互操作能力,减少重复开发和简化证据验证的过程,本文采用了Web Services技术。通过实现认证字典的Web Services接口,可以利用现有的标准获得更高的简便性、互操作性和客户端的简单性。 本文设计了一个包含认证字典数据结构和基于SOAP协议的认证字典WebServices接口的系统,并在Java平台进行了原型实现。系统中采用跳表实现底层认证字典数据结构,采用XML数字签名实现签名及其验证,Web Services部署采用JWSDP工具包,实现的过程中还涉及到Java安全包、Java集合框架和Base64编码等技术。 文中首先介绍了Web Services和XML安全技术。随后介绍了认证字典的基本概念以及基于跳表实现认证字典的设计方案。接下来主要讨论了SOAP消息格式设计、基于跳表的认证字典数据结构的实现和认证字典数据结构与Web Servies整合等系统实现的相关问题。并对系统运行情况进行测试,通过测试结果分析了各种因素对系统性能的影响。最后,对论文的工作进行总结,提出了系统设计、实现的一些不完善之处,并对相关技术的发展趋势进行了展望。

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 第二章 Web Services和XML安全技术
• 2.1 XML、SOAP
• 2.1.1 XML
• 2.1.2 SOAP
• 2.2 Web Services技术
• 2.2.1 Web Services的定义
• 2.2.2 Web Services的特点
• 2.2.3 Web Services体系结构模型
• 2.2.4 Web Services协议层次结构
• 2.2.5 Web Services安全性
• 2.3 XML安全技术
• 2.3.1 XML签名标准
• 2.3.2 XML加密标准
• 2.3.3 XML密钥管理规范
• 第三章 认证字典技术
• 3.1 认证字典的基本概念
• 3.1.1 认证字典的定义
• 3.1.2 认证字典的设计目标
• 3.1.3 认证字典的分类
• 3.2 认证字典的实现方法
• 3.2.1 跳表
• 3.2.2 可交换哈希函数
• 3.2.3 基于跳表实现认证字典
• 第四章 基于Web Services的认证字典的实现
• 4.1 系统实现概述
• 4.2 SOAP消息格式设计和自定义XML变换
• 4.2.1 查询请求消息格式
• 4.2.2 认证信息消息格式
• 4.2.3 查询结果消息格式
• 4.2.4 自定义XML数字签名变换
• 4.3 数据结构实现
• 4.3.1 功能模块设计
• 4.3.2 跳表数据生成算法实现
• 4.3.3 跳表初始化算法实现
• 4.3.4 节点类型判断算法实现
• 4.3.5 节点值计算算法实现
• 4.3.6 查找节点算法实现
• 4.4 认证字典与Web Services整合
• 4.4.1 Web Services部署
• 4.4.2 XML数字签名的实现
• 第五章 性能分析
• 5.1 数据结构性能分析
• 5.1.1 数据生成算法性能分析
• 5.1.2 跳表初试化算法性能分析
• 5.1.3 节点值计算算法性能分析
• 5.1.4 查找元素算法性能分析
• 5.2 SOAP性能分析
• 5.3 XML签名变换性能分析
• 5.4 跨平台性
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 有待完善的部分
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论著、获奖情况